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可预置频率的信号源 摘要 信号发生器一般分为正弦波发生器、非正弦波发生器、及任意波发生器等。它广泛地应用于仪器仪表、无线电发射与接收系统中。本电路是一个可预置频率的正弦信号发生器，它由预置频率电路、基准频率产生电路、频率跟踪电路、正弦波形成电路四部分组成。此正弦信号发生器通过频率预置开关可实现从1KHz~1MHZ之间的频率信号，给电路提供稳定的频率，具有很高的实用价值。 关键字 正弦波 可预置频率 信号源 引言信号源是现代电子设备特别是测试设备的必备部分，其产生各种基准信号给被测设备，用来分析和研究被测设备的性能状况，被广泛应用于航空航天设备的电子测试、通信技术、医学成像、测量和科研等各个领域中，而且数字化、软件化是测试设备的发展趋势。根据不同系统对信号的不同需求,人们希望信号源输出波形信号的幅值、频率可调,且频率准确、稳定;甚至在一些情况下还希望信号源能够输出相位关系确定的多路波形信号。因此,传统模拟信号源已远远不能满足目前电子设计要求,而是直接采用数字合成技术产生的全数字化信号源。以数字化为基础的程控化、智能化的信号源,不仅在性能指标上有了质的飞跃,功能上更强大,操作更简捷。 图1 可预置频率的信号源电路的一般构成框图 4.1.1可预置频率电路 此电路由预置数编码开关分别与计数器的预置端连接构成，并分别对应频率器的百，千，万，十万位。 4.1.2 基准频率产生器 基准频率产生器电路由反相器和石英晶体谐振器的组成的石英振荡器，产生一个矩形脉冲信号，作为频率跟踪电路的基准频率。 4.1.3 频率跟踪电路 此电路是将输入信号与预置频率进行比较并锁定输出，给后面的电路提供一个稳定的信号。 4.1.4 正弦波形成电路 此电路是将锁相环输出的方波信号转换成正弦波，使电路满足设计要求。 4.2单元电路的设计 4.2.1可预置频率电路的原理图如图2所示： 图 图2 可预置频率电路的原理图 该电路是本电路的重要组成部分，它可实现频率预置功能。电路由此电路是由四只可预置数二--十进制减计数器CD4522和四组编码开关组成，其中CD4522是一只有16个引脚、扁平塑封结构的数字集成电路，它有两个电源端、一个电源正端VDD、一个电源负端VSS、一个脉冲上升沿计数输入端CP、一个脉冲下降沿计数输入端。当用CP端作计数输入时，需将端接地；当用端作计数输入时，需将CP端接电源。它有四个二--十进制计数输出端：Q0、Q1、Q2、Q3。有四个预置数端：DP0、DP1、DP2、DP3。一个预置控制端PE，当对PE端加高电平后，则加在预置数端的数据就会被送至输出端。这时，在时钟上升沿的作用下，计数器可作减计数。一个复位端R，在此端加上高电平后，计数器被清0。一个进位输出端QC，供多级连接时用。此外，该电路还有一个CF端，作用是用来控制QC的输出状态的。当计数输出端Q3～Q0为0时，只有在CF端加上高电平时，QC端才能为1；当CF端为低电平时，QC只能是0。这样，当CF为高电平时，电路具有1/N计数器的逻辑功能；当CF为低度电平时，电路执行减计数的逻辑功能，同时QC端输出低电平。 CD4522的输入、输出脚的功能如下所示： CP：时钟输入。 CP0：时钟禁止输入。 MR/R：复位。“1”电平有效。 PE：预置使能，“1”电平有效。 CF：进位（级联）反馈输入，“0”电平有效。 CD4522的基本工作原理： INH或CP0=1，时钟输入被禁止，不计数； MR或R＝0，CP0＝PE＝0，时钟从CP或脚输入时减计数。 CD4522的引脚功能真值表如表1所示： 表1 CD4522的引脚功能真值表 CP INH PE R CF “0” 计数的状态 功能 0 0 0 0 0 全0 减计数 × 1 0 0 1 1 非全0 禁止计数 1 0 0 0 0 全0 减计数 0 × 0 0 1 0 非全0 禁止计数 × × 1 0 预置数据 × × × 1 复位 四组预置数编码开关分别与四个计数器的预置数端DP0～DP3连接，并分别对应频率器的百、千、万、十万位。编码时，当接通编码开关时，输入预置编码为“1”；当断开编码开关时，输入的编码为“0” 四组计数器级联，组成一个四位数的减计数器，其连接方法为：百位计数器的CF端接千位的Qc端；千位计数器的CF端接万位的Qc端；万位计数器的CF端接十万位的Qc端；电路中CD4522（1）代表百位，CD4522（2）代表千位，CD4522（3）代表万位，CD4522（4）代表十万位。 四个编码开关都对应于二进制数，将每位上对应的二进制数转换成相应的十进制数，再将各位上的数乘以各位上的倍率，就可得到相应的频率。 4.2.2 基准频率发生器的原理图如图3所示： 该电路是